纳米二氧化硅增韧改性环氧树脂的性能研究

采用超声分散的方法制备了双酚A型环氧树脂(E-51)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,通过热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)研究了材料的耐热性能、断面形态,并测试了其拉伸、弯曲和冲击性能。结果表明,利用超声分散的方法可使纳米SiO2均匀分散于环氧树脂基体中,并能显著改善材料的力学性能和耐热性。当纳米SiO2的含量为3%(质量分数)时,复合材料的力学性能达到最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了40.0%,55.1%和183.1%,且材料仍能保持良好的热稳定性。     

动态硫化TPEE/ACM/纳米SiO2复合材料的制备

将热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)和丙烯酸酯橡胶(ACM)共混动态硫化制成一种耐油、耐热的热塑性硫化胶(TPEE/ACM TPVs),并在制备TPEE/ACM TPVs的过程中添加不同量的纳米SiO2,研究了TPEE/ACM共混比和纳米SiO2对TPEE/ACM TPVs动态力学性能、流变性能、力学性能、热稳定性能、耐热老化性能和耐热油性能的影响.研究结果表明:当TPEE/ACM共混比为60/40时,TPVs的综合性能较好;纳米SiO2使TPVs的加工性能变差;TPVs只有一个玻璃化转变温度,纳米SiO2提高了TPVs的玻璃化转变温度;当纳米SiO2添加量为20%(质量分数)时,TPVs的综合力学性能较好;当纳米SiO2添加量为10%或20%时,TPVs的耐热老化性能和耐热油性能较好.     

无机纳米粒子对木粉/高密度聚乙烯木塑复合材料热学及力学性能的影响

为了探讨3种无机纳米粒子(纳米碳酸钙(NPCC)、纳米蒙脱土(NMMT)和纳米氧化铝(NAL))对木粉/高密度聚乙烯(HDPE)木塑复合材料热学性能和力学性能的影响,采用模压成型方法制备木粉/HDPE木塑复合材料,利用综合热分析仪和热膨胀系数仪分析了木塑复合材料的热学性能,并测定了其力学性能.结果表明,3种无机纳米粒子对木粉/HDPE木塑复合材料的热学性能和力学性能均有一定影响.其中:添加NPCC可使木粉/HDPE木塑复合材料的线性热膨胀系数降低38.95%,并具有较好的热稳定性,从而在受热过程中的起始热分解温度提高了2.8℃,600℃时的残重率提高了39.1%;同时,添加NPCC的木粉/HDPE木塑复合材料力学性能提高的幅度最大,其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了32.86%、11.05%和35.32%.     

偶联剂对HDPE基竹塑复合材料性能的影响

以高密度聚乙烯(HDPE)、竹粉(BF)为原料,马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)作为偶联剂,通过混炼、平板热压成型制备竹粉/HDPE复合材料,研究了马来酸酐接枝聚丙烯添加量(0、2%、5%、8%)对竹粉/HDPE复合材料吸湿性、吸水性、弯曲强度、拉伸强度以及抗冲击强度等性能的影响。结果表明:MAH-g-PP能显著改善竹粉/HDPE复合材料的吸湿、吸水性能,明显提高复合材料的力学性能; 当MAH-g-PP添加量为5%时,复合材料的吸湿、吸水率最低,静曲强度与弹性模量分别提高68%和30.4%,拉伸强度与抗冲击强度分别增长53.7%和75%; 而当MAH-g-PP添加量为8%时,复合材料的力学性能在一定程度上有所降低。红外光谱(FTIR)分析显示,添加MAH-g-PP后竹粉的游离羟基与马来酸酐之间发生了酯化反应。     

预聚法合成聚氨酯/无机粒子复合材料

以低聚物多元醇(PTMEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI 100)、扩链剂(MOCA)和无机粒子(13X型分子筛,SiO2)为原料,采用预聚法合成出聚氨酯(PU)/分子筛及PU/SiO2复合材料,并对其力学性能进行了测试。结果表明:聚氨酯/分子筛复合材料比纯聚氨酯具有更优良的力学性能,分子筛的加入量为3%～7%(质量分数),扩链系数为0.90～0.95时,其拉伸强度和耐撕裂强度均有明显提高;与PU/SiO2复合材料相比,PU/分子筛复合材料的力学性能和工艺性能更优。     

PET/改性埃洛石纳米管复合膜的制备与性能研究

采用铝酸酯偶联剂对埃洛石纳米管(HNTs)表面改性,并通过熔融共混的方法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯/改性埃洛石(PET/m-HNTs)复合膜,研究了不同含量的m-HNTs对PET的结晶性能、力学性能和热稳定性的影响,并用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电镜分析(SEM)、热失重分析(TG)等对复合材料进行了分析。结果表明:铝酸酯偶联剂对HNTs改性成功;加入1%m-HNTs使复合膜的拉伸强度提高约12%;m-HNTs使PET的结晶速率和热稳定性明显提高;m-HNTs能够以纳米尺度均匀地分散于基体中。     

不同含量的NBG对NBG/PLGA复合材料等温结晶、形貌和力学性能的影响

先采用碱性溶胶-凝胶法结合冷冻干燥技术制备纳米生物活性玻璃(NBG),再利用溶液共混的方法制备不同比例的纳米生物活性玻璃/聚丙交酯-乙交酯(NBG/PLGA)生物可降解复合材料(NBG含量为3%,5%,10%,20%及30%).利用FTIR,SEM和EDS分析NBG表面形貌、元素组成和NBG/PLGA复合材料断面形貌;DSC和SANS微机控制电子万能试验机分析不同含量的NBG对复合材料在不同温度下等温结晶行为和力学性能的影响.结果表明,碱性溶胶-凝胶法结合冷冻干燥技术成功获得了分散性良好的纳米生物活性玻璃粉末;与未添加NBG的PLGA相比,NBG作为异相成核剂,有效提高了PLGA复合材料结晶能力,复合材料结晶时间随NBG含量增加而缩短.Avrami方程可用于描述本研究中NBG/PLGA复合材料的等温结晶过程.复合材料拉伸强度和断裂伸长率随NBG含量的增加,先增强后降低,NBG的最佳添加量为10%,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别比纯PLGA提高28.79%和56.09%.该生物复合材料有望用于骨修复材料.     

纳米SiO_2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料的力学及流变性能

用熔融共混法制备纳米SiO2/聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)复合材料,利用红外光谱仪、扫描电镜、万能拉力机及流变分析仪等,研究改性纳米SiO2的加入对复合材料体系的力学及流变性能的影响。研究结果表明:钛酸酯偶联剂与纳米SiO2发生强烈的键合作用,使得纳米SiO2能较好分散在基体中。当SiO2的质量分数为2%时,PCL/PBSA/纳米SiO2复合材料的缺口冲击性能有明显提高,此后随着改性纳米SiO2含量的提高,其断裂伸长率和拉伸强度呈下降趋势;熔融状态下,复合材料体系剪切储能模量(G′)和损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势,复合材料体系的黏度随剪切速率的增大而减小,属假塑性流体;少量的改性纳米SiO2可以均匀分散在PCL/PBSA基体树脂中,并能显著提高复合体系的韧性,但当加入量过多时,容易发生团聚现象,并使得冲击强度、断裂伸长率等性能降低。     

硫酸钙晶须的制备及其改性聚丙烯性能的研究

在不同反应条件下制备了不同长径比的硫酸钙晶须(CSW),利用硅烷偶联剂KH550(相对于CSW质量的2%)在110 ℃下对CSW进行干法改性.以硫酸钙晶须作为增强改性剂制备了PP/CSW复合材料.力学性能与差示扫描量热分析(DSC)结果表明:不同长径比的CSW对PP的力学性能和结晶性能均有提高;采用平均长径比为29的CSW添加剂,当添加的质量分数为20%时,复合材料的拉伸强度、弯曲模量分别比纯PP的提高了11%、104%;结晶温度比纯PP的提高了12 ℃;几种CSW对复合材料的热稳定性和耐热性都有改善,且随着CSW质量分数的增加,材料的热稳定性和耐热性提高越显著.     

PA66/纳米MgO复合材料的性能研究

通过熔融共混法制备了尼龙66(PA66)/纳米氧化镁(nano-MgO)复合材料,通过差示扫描量热法(DSC)研究了复合材料的结晶性能,通过热重法(TG)研究了复合材料的热稳定性,通过紫外可见光谱研究了复合材料的紫外屏蔽性能,对该复合材料的力学性能进行了测试,并用扫描电镜(SEM)对纳米MgO在复合材料中的分散情况进行了观测。研究结果表明,纳米MgO的引入可以促进PA66的结晶,并可提高PA66的热分解温度。纳米MgO的引入提高了PA66的紫外屏蔽性能,并提高了PA66的拉伸强度。纳米MgO含量在3%时PA66/纳米MgO复合材料的拉伸强度比纯PA66高10%。SEM照片显示纳米MgO在复合材料中分散均匀。     

RAFT法在纳米SiO_2表面接枝PBA及其对POM的改性研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法在纳米二氧化硅(SiO2)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),并采用透射电镜(TEM)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TGA)等手段研究纳米SiO2及SiO2-PBA复合粒子的添加对聚甲醛(POM)结晶性能及热稳定性的影响.结果表明:用RAFT聚合方法有少量的PBA接枝于纳米SiO2表面;纳米SiO2及SiO2-PBA复合粒子的添加不改变聚甲醛的晶型;粒子的添加使用POM结晶温度、熔点和结晶度升高;且粒子的添加均使POM热稳定性提高.     

纳米二氧化硅表面接枝的X射线光电子能谱研究

在纳米SiO2表面接枝聚缩醛可在粒子表面建立起空间位阻稳定层，提高纳米粒子的分散稳定性，增强纳米粒子与树脂基体的相容性。X射线光电子能谱(XPS)的分析结果表明，经过聚缩醛接枝改性的纳米SiO2的Si2p峰明显降低，结合能减小0．7eV，对C1s峰精细扫描及分峰拟合表明表面碳元素中有66．34％属于接枝物聚缩醛的有机碳，证明纳米SiO2表面形成了良好的修饰层，修饰层以化学键结合于纳米SiO2表面，同时根据XPS和热失重(TG)分析的数据结果，可以推测聚缩醛主要分布在纳米SiO2的表面，而在体相中独立存在的几率较小。     

纳米SiO2改性UHMWPE性能的研究

文中研究了纳米SiO₂填充改性超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)塑料的耐热性能。结果表明：在UHMWPE中添加少量经偶联剂表面处理的纳米SiO₂对材料的耐热性能有较显著影响。用DSC法研究了UHMWPE/纳米SiO₂复合材料在不同纳米粒子含量时的熔融结晶行为。纳米SiO₂的加入，起到了结晶成核剂作用。通过偏光显微镜观察了复合材料结晶结构，同时和纯UHMWPE进行了比较。发现较低含量纳米SiO₂在UHMWPE中有成核作用，使UHMWPE以异相成核方式结晶，UHMWPE的结晶度提高，球晶颗粒变小。     

纳米SiO2-Al2O3聚酰亚胺杂化薄膜的制备及表征

采用溶胶凝胶法制备了二氧化硅及三氧化二铝溶胶,将其掺入聚酰胺酸基体中,得到SiO2-Al2O3聚酰亚胺杂化薄膜,对膜的结构性能进行了研究和表征.结果表明,薄膜材料中SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合,材料热分解温度有所提高.     

Sol-Gel法制备PI/SiO2纳米复合薄膜及结构与性能

采用溶胶凝胶法（Sol-Gel）制备了二氧化硅不同质量分数的聚酰亚胺/二氧化硅（PI/SiO₂）纳米复合薄膜。并用TEM、力学性能、吸水性能及介电性能测试等方法研究了薄膜的结构与性能。结果表明，SiO₂微粒均匀分散在PI基体中，粒径随着SiO₂含量的增加而增大；当SiO₂质量分数在20%以内时对PI基体有增强作用，且在10%左右拉伸强度达到最大，而吸水率逐渐减小，介电常数则变化不大。     

多尺度纳米SiO_2对小鼠肝、肾和脾的急性氧化损伤

研究了多尺度纳米SiO_2对小鼠器官的急性氧化损伤效应.采用SPF(Specific Pathogen Free)级ICR(Institute of Cancer Research)品种小鼠进行实验.将小鼠随机分成5组,设对照组和4个尺度处理组,经尾静脉注射多尺度纳米SiO_2悬液后,观察72 h后处死小鼠,取相应组织(肝、肾、脾),测定其中总蛋白(TP)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量(活性).结果表明:在各个尺度纳米SiO_2处理中,20.3 nm SiO_2的毒性最大,49.8 nm和80.0 nm SiO_2次之,800.0 nm SiO_2的毒性最小,这充分说明了纳米颗粒的尺度效应.统计分析结果表明:在所选各组织器官中,多尺度纳米SiO_2氧化损伤最容易发生在肝脏中,差异极显著(P＜0.01);而在小鼠的抗氧化酶系统指标中,MDA是最敏感的指标,差异极显著(P＜0.01),其他指标差异均不显著(P＞0.05).     

Structure and Properties of Poly (ethylene terephthalate)/Tin Fluorophosphate Glass Hybrids

Poly(ethylene terephthalate)(PET)/tin fluorophosphate glass(Pglass) hybrids were prepared via melt blending in the present paper,and the phase morphology,dynamic rheology,crystallization behavior,dynamic and static mechanical properties,and thermal stability of the hybrids have been investigated.Scanning electron microscopy(SEM) and transmission electron microscopy(TEM) showed the Pglass particles well dispersed in the PET matrix within a nanoscale.The results showed that the addition of Pglass induced some advantages on the properties of PET matrix,such as the decreasing of melt viscosity,increasing the isothermal crystallization rate and crystallinity,and improving the storage modulus and elasticity modulus.     

钛酸钾晶须表面处理及对聚烯烃增强

为改善聚烯烃(PO)体系强度,对钛酸钾晶须(K2Ti6O13,PTW)进行表面无机包硅处理。并比较了硅烷偶联剂改性前后晶须对PO增强性能的改变．实验结果表明，包硅处理后经硅烷偶联剂KH-570表面改性的PTW能与PO基体更好地相容，达到较好的增强效果。在添加量10%的情况下，PO体系的冲击强度略有下降,但拉伸强度提高40％．     

PVDF-SiO_2中空纤维复合膜的制备和表征

采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-二氧化硅(SiO2)中空纤维复合膜,讨论了纳米SiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱、傅里叶红外光谱、热分析、材料试验、接触角测量和超滤实验分别对不同膜的微观结构、化学组成、热稳定性、机械强度、亲水性以及分离性能、抗污染能力进行了联合表征。结果表明:添加SiO2粒子有利于PVDF由α相向β相转变,复合膜的性能与纯PVDF膜相比有明显改善。当w(SiO2)=3%时,纳米颗粒分散较均匀,膜断裂强度为纯PVDF膜的2.7倍,纯水通量由81.6 L/(h.m2)提高到160.0 L/(h.m2),热稳定性、亲水性和抗污染性显著提高;但过高的SiO2含量(w3%)会引起纳米颗粒团聚而导致膜的各项指标下降。     

小麦麸质-针形硅酸盐纳米复合材料的制备与性能

通过湿法工艺在小麦麸质中加入一定量的凹凸棒,经冷冻干燥和热模压方法制备了小麦麸质-凹凸棒纳米复合材料.研究发现:凹凸棒在小麦麸质中能均匀分散,且当凹凸棒质量分数为7%时,复合材料拥有较好的力学性能.同时,不同复合材料的降解实验结果表明,该复合材料在土中埋10 d后,质量降解为原来的50%,20 d后只剩下原来的20%左右.通过在小麦麸质中加入凹凸棒所得到的复合材料提高了小麦麸质的力学性能,是一种可降解复合材料.